Эндофиты представляют собой своеобразный пример взаимовыгодного симбиоза растений и микроорганизмов (грибов или бактерий). Микроорганизмы-эндофиты живут в тканях растения и снабжают его полезными веществами, например, фитогормонами, веществами, убивающими патогенные грибы, или фиксированным азотом. Так, азотфиксирующие бактерии сахарного тростника покрывают до 80% его потребности в азоте. В свою очередь растения снабжают микроорганизмы органическими веществами.

Особенность эндофитного симбиоза состоит в том, что азотфиксирующие бактерии не образуют специальных структур, подобно клубенькам бобовых. Они живут внутри стебля, корней и листьев. Помимо сахарного тростника, эндофиты найдены у риса, пшеницы, сорго и кукурузы. Список бактерий-эндофитов и колонизированных ими видов растений невелик, и российские ученые сочли полезным его расширить.

Объектом их исследования послужили почвенные бактерии Klebsiella terrigena. Их выделили из почвы близ корней травы ежи сборной. Ученые установили, что «терригены» активно фиксируют молекулярный азот, синтезируют растительные гормоны ауксины и подавляют развитие фитопатогенных грибов, и попытались заселить этими бактериями ткани ярового ячменя и подсолнечника. Сделать это оказалось несложно. Семена растений вымачивали в суспензии бактерий, проращивали и высевали проростки в почву.

За 50 дней заселенный бактериями подсолнечник достиг высоты 80 см. Эндофиты облюбовали главным образом нижнюю часть подсолнечника. Там их может быть до 18000 на 1 грамм сухой массы. В любой части растения бактерии тяготели к сосудистым пучкам, проводящим воду; количество бактерий в коре было больше, чем в других тканях. Поскольку клетки «терригены» не могут самостоятельно передвигаться, ученые предположили, что бактерий переносит по сосудам вода, поднимающаяся от корней. Распределившись по растению, эндофиты активнее всего размножаются в его листьях, там, где происходит фотосинтез.

Как подействовала на подсолнечник колонизация эндофитами, ученые не проверяли, но на ячмене они эти исследования провели. По ячменю бактерии распределялись более равномерно и ускоряли его развитие на всех этапах. Они стимулировали прорастание семян, увеличивали высоту растения и биомассу всех его частей. Исследователи пришли к выводу, что бактерии Klebsiella terrigena хорошо колонизируют растение и положительно влияют на его рост и развитие. Очевидно, это происходит благодаря способности эндофита снабжать растение физиологически активными веществами и фиксированным азотом. Ученые надеются, что изученный ими бактериальный штамм можно будет в перспективе использовать для повышения урожайности сельскохозкультур.

Дополнительная информация:
Пущино, Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина РАН,
А.К.Злотников, (495) 925-74-96, (927) 73-08-44

Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам агентства «Информнаука»